山区公路边坡绿化与生态防护技术的发展研究

山区公路边坡绿化与生态防护技术的发展研究

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摘要:随着经济水平的提高,人们越来越重视生态环境的保护和恢复。近年来,工程建设向丘陵山区推进,这些地区公路工程的建设,会形成大量裸露的边坡,破坏原有的植被,生态环境也遭到破坏,从而引发水土流失等灾害。本文对公路边坡绿化技术的发展进行阐述,介绍绿化设计的原则,边坡防护理念的变化,并且介绍了当前常用的绿化工艺,并对当前边坡绿化工程存在的问题进行探讨,并提出发展的建议,以求为边坡绿化工程以及恢复生态提供参考意见。

关键词:山区;边坡;绿化;生态

Studyonthedevelopmentofgreeningandecologicalprotectiontechnologyofslopeinmountainousarea

Abstract:Withtheimprovementofeconomiclevel,peoplepaymoreandmoreattentiontotheprotectionandrestorationofecologicalenvironment.Inrecentyears,theengineeringconstructionofmountainousareawillformalargenumberofbareslope,whichdestroytheoriginalecologicalenvironmentandcausesoilandwaterloss.Thispaperexpoundsonthedevelopmentofgreeningtechnologyofhighwayslopeandintroducestheprincipleofgreeningdesignandthechangeoftheslopeprotectionconcept.Atlast,thispaperdiscussestheproblemsofslopegreeningprojectsandputsforwardsuggestionsforthedevelopment,inordertoprovidereferenceforslopegreeningprojectsandrestorationofecology.

Keywords:mountainousarea;slope;greening;ecology

0引言

公路工程的建设,尤其是山区公路的建设,会形成大量裸露的边坡,严重的破坏了自然生态的平衡,裸露边坡在受到强降雨时,极易发生水土流失。如果边坡土质特殊,比如膨胀土、湿陷性黄土时,在降雨作用下,除了会发生水土流失,还会出现膨胀土遇水膨胀,失水收缩,湿陷性黄土发生湿陷。另一方面,边坡表层植被被破坏,也会加剧岩石的风化,出现岩石剥落。植被一旦别破坏,依附的生物圈也被破坏,动物,微生物减少[1]。

过去对边坡的治理多集中在深层的加固,即保证边坡整体的稳定性,很少考虑表层的稳定性,即使考虑表层,也多采用圬工进行防护,比如整体喷浆,但随着国家发展理念的转变,工程建设中越来越重视生态的恢复。边坡防护不仅仅要求稳定的深层加固,还要求兼顾到浅表层的稳定、美观。因此公路边坡的生态护坡措施迅速发展起来。

1基本概念与原则

1.1基本概念

边坡绿化,是通过人工辅助的方式恢复边坡的植物,构建植物群落,使其可以自我生存,自我发育,实现自我循环,进而恢复边坡的生态环境。目前对此技术并没有统一的定义,常见的定义有边坡绿化、植被护坡、植被固坡、生态防护等等,在1994年的边坡防护的国际会议上,把这种技术定义为:用活的植物,单独使用或者与工程措施相结合使用,以减轻边坡表层的不稳定和侵蚀冲刷。这项技术,涉及的专业较多,比如生态学、植物学、土壤学、土力学,还涉及到园林景观、材料、机械设计等等。有些防护措施还需要与工程措施相结合,发挥各自的优势[2]。

1.2生态防护的基本原则

边坡采用生态防护时,首先需要确保边坡整体的稳定性满足要求,即防护应施作在稳定的边坡上;边坡绿化后的景观效果,应与周边环境相协调,即后期的绿化工程要与原有的自然环境融为一体;还需满足公路粗放式管理的要求,绿化的植物可以自我生长发育,形成生态循环,后期养护方便;另一方面,植物的采种、种植、养护应具有经济性,即栽种成本较低,后期养护成本低[3]。

2防护技术的发展现状

2.1防护理念的发展

边坡表面的防护,由最初的无防护,到后期圬工防护,再到近年来的生态防护,理念发生了很大的转变。过去受国民经济水平的制约,边坡只关注深层的稳定性,对于坡表常常不做任何处理,这就导致边坡表层经常出现水土流失,加剧荒漠化。随着改革开放,国家经济水平迅速提高,开始关注边坡表层的防护,但是常采用喷射混凝土、浆砌片石等圬工防护,但是,随着时间的推移,会出现混凝土或者浆砌片石层风化、老化现场,混凝土片脱离。近年来,国家越来越重视生态建设,边坡防护也紧随着发生改变,边坡防护开始刚柔相济,将圬工防护与生态防护相结合,或者边坡稳定满足要求时,优先选择植被防护,但是有时植被短期旺盛,几年后出现衰败,或者与当地景观格格不入。现在,边坡多采用植被防护,同时把景观和人文理念考虑进去[4]。

所谓景观理念,就是要因地制宜,考虑边坡状态,以及周边原有的草木状态,确定绿化的工艺和植物配置。具体来说,就是考虑公路沿线原有的自然景观再对边坡进行设计,使其可以融入到原有的环境中,使得自然景观与人造景观可以统一。

人文理念,边坡防护不仅仅是要保护表层,恢复生态,还要可以借此展现沿线的地域文化,风土人情,成为一个天然的广告牌;另一方面,防护设计,还要考虑司乘人员的视觉感受,吸光降噪,同时还可以改善行车小环境,营造舒适的驾乘环境。

2.2防护工艺的发展

边坡绿化的施工工艺由最初的人工种植,到现在的机械化喷播工艺,并且由最初只适应土质边坡,到现在通过改良土质,适用于各种边坡,施工工艺发生翻天覆地的变化。本文主要介绍几种具有代表性的工艺。

(1)人工种植

人工种植技术,是通过人工的方式,在坡面撒草种或者植树,这种工艺多用于土质边坡,坡度较缓,高度较低且土质较好的边坡,但是该方法成活率低,抗冲刷能力弱,近年使用较少。

(2)喷播技术

喷播工艺,就是利用机械,将混合料(基材)喷射到修整后的边坡上,有些还需要与土工材料相结合,喷播技术根据喷播材料不同,有多种分类,主要包括:液压喷播技术、喷混植生技术、生态混凝土、客土喷播、厚层基材技术、等离子喷播技术、高次团粒技术等工艺。喷播技术,机械化程度高、施工较快,成活率高,目前使用较多。

喷播技术中,核心的是基材的配比,不同类型的喷播技术,对基材的要求不同,液压喷播基材是水、纤维、耕植土、添加剂以及草种;客土喷播则不含水;高次团粒,则喷播富含团粒结构的基材。图1是客土喷播的施工图片。

(3)骨架植生护坡

利用片石,或者混凝土在坡表形成骨架,在骨架内,进行种草植树,实现绿化的一种方式,该方式多用于边坡表层稳定性欠佳,其他方式施作条件不允许的情况。

图1客土喷播现场

(4)网材植生防护

目前边坡常用的网格有土工格室、土工格栅、三维网等,这种技术,多与喷播技术,骨架植草护坡等方式结合使用。网材可以固定土壤和种子,减少冲刷破坏。

(5)植生袋技术

边坡防护,尤其是岩质边坡,常会出现表面凹凸不平的情况,植生袋一方面可以填充内凹区,另一方面,袋中多填充耕植土、肥料、添加剂等,可以为植物生长提供环境,当植物发育后,可以起到绿化边坡的作用。植生袋相比直接填土,其稳定性较高,而且较均匀。

2.3喷播机械的发展

(1)液力喷播机

又称水力喷播机、湿法喷播机等,以水为载体,将混合浆液喷射到边坡表面,主要指标是粘稠度和固体含量。边坡绿化要求,混合浆液中固体含量超过15%,性能较好的机械,可以做到固体含量达到30%,固体含量也是评价喷播机泵送能力的指标。

(2)客土喷播机

又称为干式喷播机,将配置好的基材,通过高气压喷送到边坡表面,形成一层改良土层,为植物生长发育提供必要的条件。

喷播机械,已经由全进口,到仿制,到目前自主研发的阶段,我国自行设计生产的喷播机,种类较多,配置规格细化,而且造价低于国外产品的30%。

3存在的问题与建议

3.1存在的问题

当前边坡绿化工程的资金投入相比其他工程仍然较少,相关的研究也不多。植物配置方面,未能考虑植物之间的竞争关系,而且种植时机缺乏统一把握,后期养护不到位等问题。

3.2建议

首先应该转变理念,将绿化与加固有机结合,即保证稳定又能恢复生态,从整体设计的角度进行防护设计;继续深入对边坡生态防护的研究,从理论和实践方面深化;同时,还应建立相关的规范、技术指南,从全行业的角度,指导绿化工程,实现规范施工,科学施工。

在植物选择上,以本地种为主,外来种为辅;结构配置上,建议采用乔灌草相结合的方式,同时注意种植时机,先锋植物,中期植物及目标植物应在适宜的时机种植。

4总结

当前,环境对工程和居住环境的反作用越来越明显,人们也普遍意识到保护恢复生态的重要性。对于公路而已,从设计中减少对环境的破坏,施工后应该尽快恢复生态。生态防护时一项系统的工程,在设计中要考虑与加固措施相结合,根据边坡特点选择适宜的工艺,合理配置植物,充分考虑景观和人文因素,建设生态型公路。

参考文献

[1]陈宇峰.浅议山区高等级公路边坡防护设计理念及施工新技术[J].中国科技博览,2012(26):152-152.

[2]韦根,覃汉华.谈山区高等级公路的边坡防护问题[J].科技资讯,2011(29):71-71.

[3]裴冰.湖南高速公路边坡绿化施工工艺研究[D].湖南农业大学,2013.

[4]沈含羽,牛迪.新理念在公路边坡防护设计中的运用研究[J].华东科技:学术版,2018(1):162-162.

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